Il diamante “re dei materiali”, per le sue eccellenti proprietà fisiche, da decenni viene continuamente esplorato ed esteso nei campi di applicazione.In sostituzione del diamante naturale, il diamante artificiale è stato utilizzato in campi che vanno dagli utensili di lavorazione e dai trapani ai semiconduttori a banda ultra larga, dalle armi laser e guidate agli scintillanti anelli di diamanti nelle mani delle donne.Il diamante artificiale è diventato una parte indispensabile dell'industria e dell'industria della gioielleria.
A. Informazioni di base
Il diamante sintetico è un tipo di cristallo di diamante sintetizzato con metodo scientifico attraverso la simulazione artificiale delle condizioni del cristallo e dell'ambiente di crescita del diamante naturale.Esistono due metodi disponibili in commercio per la produzione di massa di diamanti: alta temperatura e alta pressione (HTHP) e deposizione chimica in fase vapore (CVD).Con la tecnologia HPHT o CVD, il diamante artificiale può essere prodotto in poche settimane e la composizione chimica, l'indice di rifrazione, la densità relativa, la dispersione, la durezza, la conducibilità termica, l'espansione termica, la trasmissione della luce, la resistenza e la comprimibilità del diamante naturale sono esattamente le stesse Stesso.I diamanti sintetici di alta qualità sono anche conosciuti come diamanti coltivati.
Il confronto tra i due metodi di preparazione è il seguente:
| Tipo | Progetto | Metodo HPHT ad alta temperatura e pressione | Metodo di deposizione chimica da fase vapore CVD |
| Tecnica sintetica | Materia prima principale | Polvere di grafite, polvere di catalizzatore metallico | Gas contenente carbonio, idrogeno |
| Attrezzatura di produzione | Pressore diamantato a 6 superfici | Attrezzatura deposizionale CVD | |
| Ambiente sintetico | Ambiente ad alta temperatura e alta pressione | Ambiente ad alta temperatura e alta pressione | |
| Coltivare le principali caratteristiche dei diamanti | Forma del prodotto | Granulare, struttura cubica ottaedro, 14 | Foglio, cubo strutturale, 1 direzione di crescita |
| Ciclo di crescita | Corto | Lungo | |
| Costo | Basso | Alto | |
| Grado di purezza | Leggermente peggio | Alto | |
| Prodotto adatto | 1 ~5 ct per far crescere i diamanti | Coltiva diamanti superiori a 5 ct | |
| Applicazione della tecnologia | Grado di applicazione | La tecnologia è matura, l'applicazione domestica è ampia e presenta evidenti vantaggi a livello mondiale | La tecnologia straniera è relativamente matura, ma la tecnologia nazionale è ancora in fase di ricerca e i risultati applicativi sono pochi |
L'industria cinese dei diamanti artificiali è iniziata tardi, ma la velocità di sviluppo del settore è elevata.Allo stato attuale, il contenuto tecnologico, i carati e il prezzo delle attrezzature per la produzione di diamanti artificiali in Cina presentano vantaggi competitivi a livello mondiale.Il diamante artificiale ha le stesse eccellenti proprietà del diamante naturale, come super duro, resistenza all'usura e resistenza alla corrosione.È un materiale inorganico non metallico avanzato di alta efficienza, alta precisione, semipermanente e protezione ambientale.È il principale materiale di consumo per la produzione di utensili di lavorazione per segare, tagliare, rettificare e forare materiali altamente duri e fragili.Le applicazioni terminali sono ampiamente coperte dall'industria aerospaziale e militare, dai materiali da costruzione, dalla pietra, dall'esplorazione e dall'estrazione mineraria, dalla lavorazione meccanica, dall'energia pulita, dall'elettronica di consumo, dai semiconduttori e da altri settori.Attualmente, la principale applicazione su larga scala del diamante artificiale di alta qualità, vale a dire il diamante coltivato, è nel settore della gioielleria.
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| Finestra del cercatore di missili | Punta diamantata per l'esplorazione petrolifera |
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| Lama per sega diamantata | Strumento diamantato |
| Applicazione industriale del diamante artificiale | |
Le condizioni di produzione dei diamanti naturali sono molto dure, quindi la scarsità è significativa, il prezzo è elevato tutto l'anno e il prezzo dei diamanti coltivati è molto inferiore a quello dei diamanti naturali.Secondo il rapporto "Global Diamond Industry 2020-21" pubblicato da Bain Consulting, il prezzo al dettaglio/all'ingrosso dei diamanti coltivati è in calo dal 2017. Nel quarto trimestre del 2020, il prezzo al dettaglio dei diamanti coltivati in laboratorio è pari a circa il 35% del quello dei diamanti naturali, e il prezzo all'ingrosso è circa il 20% di quello dei diamanti naturali.Si prevede che con la graduale ottimizzazione dei costi tecnici, il futuro vantaggio in termini di prezzo di mercato della coltivazione dei diamanti sarà più evidente.
Il prezzo del diamante di coltivazione rappresentava la percentuale di diamante naturale
B. La filiera industriale
Filiera dei diamanti artificiali
La parte a monte della catena industriale dei diamanti sintetici si riferisce alla fornitura di materie prime come attrezzature di produzione e catalizzatori tecnici, nonché alla produzione di punte grezze di diamanti sintetici.La Cina è il principale produttore di diamanti HPHT e anche la produzione di diamanti artificiali CVD si sta sviluppando rapidamente.Nella provincia di Henan è stato formato un cluster industriale da produttori a monte di diamanti artificiali, tra cui Zhengzhou Huacheng Diamond Co., LTD., Zhongnan Diamond Co., LTD., Henan Huanghe Cyclone Co., LTD., ecc. Queste imprese si sono sviluppate con successo e ha prodotto particelle di grandi dimensioni e diamanti artificiali di elevata purezza (diamanti coltivati).Le imprese a monte padroneggiano la tecnologia di produzione principale del diamante grezzo, con un forte capitale, e il prezzo all'ingrosso del diamante grezzo sintetico è stabile e il profitto è relativamente ricco.
La parte centrale si riferisce al commercio e alla lavorazione del diamante sintetico grezzo, al commercio di punte rifinite con diamante sintetico, al design e al mosaico.I diamanti piccoli di meno di 1 carato vengono tagliati principalmente in India, mentre i diamanti di carati grandi come 3, 5, 10 o diamanti con forme speciali vengono tagliati principalmente negli Stati Uniti.La Cina sta ora emergendo come il centro di taglio più grande del mondo, con Chow Tai Fook che sta costruendo un impianto di taglio da 5.000 persone a Panyu.
Il settore downstream si riferisce principalmente alla vendita al dettaglio di diamanti artificiali, al marketing e ad altre industrie di supporto.Il diamante artificiale di livello industriale viene utilizzato principalmente nel settore aerospaziale, nella lavorazione e produzione meccanica, nell'esplorazione petrolifera e in altri settori.La maggior parte dei diamanti artificiali di alta qualità vengono venduti all'industria della gioielleria come diamanti coltivati per gioielleria.Attualmente, gli Stati Uniti rappresentano il mercato più maturo al mondo per la coltivazione e lo sviluppo dei diamanti, con una catena di vendita relativamente completa.
C. Condizioni di mercato
Nei primi anni, il prezzo unitario del diamante artificiale raggiungeva i 20 ~ 30 yuan per carato, il che rendeva proibitive molte nuove imprese manifatturiere.Con lo sviluppo della tecnologia di produzione, il prezzo del diamante artificiale è gradualmente diminuito e negli ultimi anni il prezzo è sceso a meno di 1 yuan per carato.Con lo sviluppo dell'industria aerospaziale e militare, dei wafer di silicio fotovoltaici, dei semiconduttori, dell'informazione elettronica e di altri settori emergenti, l'applicazione del diamante artificiale nel campo della produzione di fascia alta è in costante espansione.
Allo stesso tempo, a causa dell’impatto delle politiche ambientali, la dimensione del mercato del settore (in termini di produzione di diamanti artificiali) ha mostrato un trend di declino prima e poi di aumento negli ultimi cinque anni, raggiungendo i 14,65 miliardi di carati nel 2018 ed è dovrebbe raggiungere i 15,42 miliardi di carati nel 2023. Le modifiche specifiche sono le seguenti:
Il principale metodo di produzione in Cina è il metodo HTHP.La capacità installata della pressa a sei lati determina direttamente la capacità di produzione del diamante artificiale, compreso il diamante coltivato.Grazie alle diverse conoscenze del team di ricerca del progetto, la capacità esistente del paese non è superiore a 8.000 unità dell'ultimo tipo di pressa superiore a sei lati, mentre la domanda complessiva del mercato è di circa 20.000 unità dell'ultimo tipo di pressa superiore a sei lati.Allo stato attuale, l'installazione e la messa in servizio annuale di diversi importanti produttori nazionali di diamanti ha raggiunto una capacità stabile di circa 500 nuove unità, lungi dal soddisfare la domanda del mercato, quindi a breve e medio termine, l'effetto sul mercato dei venditori di coltivazione nazionale dell'industria dei diamanti è significativo.
Domanda nazionale di capacità di diamanti artificiali
D. Tendenza di sviluppo
①La tendenza alla concentrazione del settore sta diventando sempre più evidente
Con l'aggiornamento dei prodotti e l'espansione del campo di applicazione delle imprese di prodotti diamantiferi a valle, i clienti hanno avanzato requisiti più elevati sulla qualità e sulle prestazioni finali dei diamanti artificiali, che richiedono alle imprese di diamanti artificiali di avere un forte capitale e forza di ricerca e sviluppo tecnologico, nonché la capacità di capacità di organizzare la produzione su larga scala e la gestione unificata della catena di fornitura.Solo avendo una forte forza di ricerca e sviluppo dei prodotti, capacità produttiva e garanzia di qualità, le grandi imprese possono distinguersi nella feroce competizione industriale, accumulare continuamente vantaggi competitivi, espandere la portata delle operazioni, costruire un’elevata soglia di settore e occupare sempre più una posizione dominante in la concorrenza, che fa sì che il settore presenti una tendenza alla concentrazione.
②Miglioramento continuo nella tecnologia di sintesi
Con il continuo sviluppo della forza manifatturiera industriale nazionale, è necessario migliorare la stabilità e il perfezionamento degli strumenti di lavorazione.Il processo di transizione degli utensili diamantati artificiali cinesi dalla fascia bassa a quella bassa sarà ulteriormente accelerato e il campo di applicazione terminale del diamante artificiale sarà ulteriormente ampliato.Negli ultimi anni sono stati raggiunti ulteriori risultati in termini di ricerca e sviluppo negli aspetti della cavità sintetica su larga scala e dell'ottimizzazione del martello in lega dura, che promuovono notevolmente lo sviluppo della produzione di diamanti sintetici.
③Coltivazione di diamanti per accelerare l'ascesa delle prospettive di mercato
Il diamante sintetico è stato ampiamente applicato nel campo industriale.Oltre il 90% dei diamanti utilizzati nell’industria globale sono diamanti sintetici.Anche l'applicazione del diamante artificiale nel campo dei beni di consumo (diamante coltivato per gioielleria) sta accelerando l'aumento delle prospettive di mercato.
La coltivazione globale dei diamanti per la gioielleria è ancora nella fase iniziale di crescita, il mercato a lungo termine ha un ampio spazio.Secondo il Global Diamond Industry Research Report 2020-2021 di Bain & Company, il mercato globale della gioielleria nel 2020 ha superato i 264 miliardi di dollari, di cui 64 miliardi di dollari erano gioielli con diamanti, pari a circa il 24,2%.In termini di struttura dei consumi, secondo il Global Diamond Industry Research Report 2020-2021 di Bain Consulting, il consumo di Stati Uniti e Cina rappresenta circa l’80% e il 10% del mercato globale di consumo dei diamanti coltivati.
Intorno al 2016, le piccole particelle di diamanti da coltivazione incolori prodotti dalla tecnologia HTHP nel nostro paese hanno iniziato a entrare nella fase di produzione di massa, la granularità e la qualità della coltivazione dei diamanti con il progresso della tecnologia di sintesi e continuano a migliorare, le prospettive di mercato future sono ampie.
Orario di pubblicazione: 08-lug-2023